装备修复用铜合金涂层制备方法及应用研究

目的为解决某型舰水泵叶轮轮毂等装备关键部件修复的难点问题,对电弧喷涂制备的铜合金涂层进行了重点研究。方法通过光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、拉伸试验机、磨损试验机等对所制备的涂层的显微形貌、显微硬度、结合强度、抗冲蚀性能等进行了评定。结果采用电弧喷涂技术制备的铜合金涂层组织致密,涂层与基体之间的结合强度平均值为18.58 MPa,显微硬度平均值为187.5HV0.3,高于基体硬度,孔隙率平均值为4.1%,冲蚀角为30°和90°时,铜合金涂层的磨损质量分别为0.024 g和0.020 g,显示出优异的耐磨抗冲蚀性能。结论采用电弧喷涂技术在水泵叶轮轮毂表面制备了铜合金涂层,不仅恢复了原设计尺寸,而且大幅提升了水泵叶轮表面的耐磨抗冲蚀性能,同时基体不产生变形,不需要进行动平衡试验,节能节材,预计使用寿命可提高3倍以上。该技术可为大、新型装备其他关键铜质部件维修保障提供新思路和新方法。     

纳米镍涂层对铜合金耐腐蚀性能的影响

通过电镀在铜合金表面获得晶粒尺寸分别为10～20 nm和0.2～0.3μm的镍涂层,采用透射电子显微镜对涂层的微观结构进行表征,采用电化学方法和盐雾试验测试了涂层的耐蚀性。结果表明：纳米镍涂层的腐蚀电位较高,试样表面形成了致密的Ni(OH)₂钝化膜,能有效隔绝腐蚀介质,耐腐蚀性能最好;经过216 h盐雾试验后,纳米镍涂层表面仍可观察到镜面光泽,微米镍涂层表面出现了明显的腐蚀产物堆积,这进一步证明纳米镍涂层的耐蚀性更好。     

银铜合金再结晶过程组织性能演变研究

银铜合金广泛应用于电工行业,通过硬度检测、电阻率检测、扫描电镜观察,研究了Ag-10Cu在退火过程析出行为对合金组织性能的影响。结果表明,300~500℃退火阶段,合金中铜基体颗粒开始析出,材料硬度及电阻率随退火温度增加而减小;500~700℃退火阶段,合金再结晶过程基本结束,析出铜颗粒长大,并向晶界生长,材料电阻率随退火温度的增加而增加,硬度逐渐趋于平缓。     

铜合金的 Gleeble热模拟试验探讨

铜合金由于延展性好、耐磨损、导热性和导电性高等特点,广泛应用于电力、机械制造、化工、汽车、电气仪表和建筑等各个行业领域。但是在新型铜合金材料研发过程中,铜合金的 Gleeble热模拟试验由于电偶焊接难、加热不稳定、均温区难以确定,导致试验失败率高,数据不准确,分析难度大等问题。使用 Gleeble3800系统,系统地研究 Cu-Cr-Zr合金的 Gleeble热模拟试验。通过多种手段解决了以上问题,试验成功率达到 90%以上,大大提高了试验效率。铜合金拉伸试验结果显示,高温条件下样品整体都会发生拉伸变形,但是主要变形集中在中间 6mm的均温区域,中间 6mm的变形量大约在 90%～110%左右。     

新型高强耐磨青铜的组织与性能研究

铝青铜由于具有较高的强韧性与耐蚀性，因此，被广泛应用于国民经济的各个部门之中。但随着工业与高科技的快速发展，对性能提出了更高的要求。例如，传统的铝青铜（典型牌号ＺＱＡ１９－４），其抗拉强度约为５００ＭＰａ，很难满足重载荷下工作的零部件（如轧机轴瓦蜗轮等），加之，在润滑不良时，对轴颈有“咬卡”现象。本文在分析传统铝青铜材料组织、性能的基础上，利用计算机辅助的数量冶金学方法进行了合金的最优化设计，开发了一种性能最优的新型铝青铜材料（简称ＹＨ１合金）。该材料的强度比ＺＱＡ１９－４提高约２５％，耐磨性、塑性、韧性与切削加工性均优于ＺＱＡ１９－４，成本低廉，具有广泛的应用前景。论文还进一步分析了新材料强化的机理。     

铜及铜合金表面改性研究的可行性

钢铁渗硫提高了钢铁零部体的自润滑性能，从而提高耐磨件寿命。从这一观点出发，分析铜及铜合金渗硫的可能性，改善铜及铜合金零件的耐磨性，延长部件寿命，把辉光放电渗硫这一新技术引用到铜及铜合金表面改性的研究。     

硫酸铜的生产

硫酸铜是重要的铜化合物，用途广泛。叙述了以废铜、铜合金废料、氧化铜矿、氧化硫化混合铜矿、含铜废液等为原料生产硫酸铜的工艺及其特点。     

Cu-Cr-Zr-Mg合金的变形时效行为

通过对Cu-0．3Cr-0．15Zr-0．05Mg合金硬度、导电率分析和显微组织观察。研究冷变形和时效处理对合金组织和性能的影响。结果表明，冷加工变形产生的位错。加速Cu-0．3CF0．15Zr-0．01Mg合金的时效过程。大幅度提高合金的导电率和硬度．在时效的初期尤为明显。合金固溶并80％形变后在470℃时效2h导电率和硬度分别达75．1％IACS和156．1Hv，60％变形500℃时效0．5h导电率和硬度分别达73．3％IACS和165．7Hv。     

真空硅铜热还原制镁研究

对真空硅铜合金热还原制取金属镁进行热力学分析;分析冷凝条件对冷凝产物的影响及离析和反应时间对还原的影响。结果表明:以含硅30%硅铜合金为还原剂还原氧化镁,提高反应温度、延长反应时间可以提高还原率;当反应温度在1 573 K时,露点温度Td为968 K,可以获得结晶致密的产物镁;在1 473 K,10 Pa的反应条件下还原75 min,还原率可达85.4%,反应残渣主要为Ca2SiO4,残余铜可分离。     

Sn对铜合金激光选区熔化微熔池组织及性能的影响

优化激光选区熔化(SLM)功率、扫速、扫描间距参数调控策略,使Cu-5%Sn、Cu-15%Sn和Cu-24.6%Sn(质量分数)合金成形致密度分别达99.2%、99.7%和99.7%。发现该SLM成形凝固相转变行为与显微组织均有非平衡凝固特征,α相Cu-5%Sn合金中主要为α-Cu(Sn)固溶体相,α相Cu-15%Sn合金中为α-Cu(Sn)与δ-Cu_(41)Sn_(11)两相,β相Cu-24.6%Sn合金中β相不完全分解而析出γ与δ相。Sn含量由5%增至15%,抗拉强度由384 MPa增至695 MPa,但断裂总延伸率由22.7%降至12%,α相中未见明显择优取向,β相Cu-24.6%Sn合金中有织构与SLM堆积方向平行,拉伸性能呈现强各向异性。